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! 第十篇
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! 滚动轴承及系统可靠性模型
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! 与滑动轴承试验
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第一章滚动轴承及系统可靠性模型
第一章滚动轴承及系统可靠性模型
第一节普通滚动轴承及系统可靠性模型
一、普通滚动轴承的可靠性模型
滚动轴承在机械设备中大量使用,类型较多。常用滚动轴承为便于组织生产和设计
选用,各国均已制定了滚动轴承类型及尺寸系列国家标准。如图!" # ! # ! 所示,一般滚
动轴承结构是由内圆!、外圈$、滚动体% 和保持架& 等部分组成。轴承中常见滚动体共
有七种典型结构形状(图!" # ! # $)
图!" # ! # ! 滚动轴承结构
滚动轴承在实际工作中既承受径向力又承受轴向力,具体由实际使用情况而定。另
外轴承的内、外圈在工作中处于相对运动状态,各零件(如滚动体、内圈、外圈等)承受的
接触应力是交变的。因此滚动轴承的失效形式主要是接触疲劳破坏。
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第十篇滚动轴承及系统可靠性模型与滑动轴承试验
图!" # ! # $ 常见滚动体结构
实验证明,滚动轴承在一定载荷作用下,同一批型号的轴承寿命相差很大,甚至有高
达百倍的差异。故此,轴承寿命是一随机变量。% & ’& %()*(+ 于!,-$ 年证实:在破坏概率
( ) 的范围内,可以用的二参数威布尔分布来描述滚动轴承的疲
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劳寿命。而在一般情况下滚动轴承具有一最小寿命。
球轴承
" 2*+ . " & "34 " ,"
滚子轴承
" 2*+ . " & "33 " ,"
式中, 指可靠度为时对应的寿命。但为了简化计算,我们通常采用二参数的
" ," ,"5
威布尔分布,然后再加以修正[对于!( ")在" & "/ 0 " & -" 范围外而言]
在传流的滚动轴承额定动负荷计算中,国家标准规定滚动轴承的额定寿命为!"/ 转,
其对应的可靠度即为,"5。由二参数威布尔分布的性质,滚动轴承可靠度为# 叶的寿
命为
2 ( )
" 6 . $ !# )+ # !" # ! # !
式中,% 是威布尔分布形状参数,一般地对球轴承(点接触),% . !"7,;对滚子轴承
(线接触),% . 47$;对圆锥滚子轴承% . 874;$ 是特征寿命。
由滚动轴承额定寿命/ 转时, ,有
" ," . !" # . " & ,
2 ( )
" ," . $ !# )+" & ," !" # ! # $
比较式!" # ! # ! 和式!" # ! # $ 得
!
)+ # 2
" . " ( ) . & " (!" # ! # 4)
6 ," )+" & ," ! ,"
式中, 是可靠性系数,可表示为
&!
!
)+ # 2
& . ( ) (!" # ! # 8)
! )+" & ,"
当( )在之间变化时,可靠性系数采用上式计算;当( )超过该
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